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电阻、特别是较低电阻值的电流测量电阻

阅读：133发布：2024-01-12

专利汇可以提供电阻、特别是较低电阻值的电流测量电阻专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种U形电阻 (1)，特别是一种较低电阻值的电流测量电阻(1)，其包括：第一连接部分(2)，所述第一连接部分(2)由导电材料制成，具有用于将电流(I)导入至所述电阻(1)的第一电流接触表面；第二连接部分(3)，所述第二连接部分(3)由导电材料制成，具有用于将所述电流(I)从所述电阻(1)导出的第二电流接触表面；由电阻材料制成的电阻元件(4)，其中，所述电阻元件(4)在电流流动方向上布置在所述第一连接部分(2)与所述第二连接部分(3)之间，使得所述电流(I)流经所述电阻(1)。此外，电压抽头附接至所述U形电阻(1)的内侧，并靠近连接部分(2，3)与所述电阻元件(4)的过渡部地接触所述连接部分(2，3)。，下面是电阻、特别是较低电阻值的电流测量电阻专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电阻(1)，特别是一种较低电阻值的电流测量电阻(1)，包括
a)由导电材料组成的用于将电流(I)导入至所述电阻(1)的第一连接部分(2)，b)由导电材料组成的用于将所述电流(I)从所述电阻(1)导出的第二连接部分(3)，c)由电阻性材料组成的电阻元件(4)，所述电阻元件(4)沿电流流动方向布置在所述第一连接部分(2)与所述第二连接部分(3)之间，使得所述电流(I)流经所述电阻元件(4)，和d)多个电压抽头(7，16)，所述电压抽头(7，16)电接触两个连接部分(2，3)并测量所述电阻元件(4)上的电压降，
其特征在于
e)所述连接部分(2，3)具有区域较广的电流接触表面(5，6)以将所述电流(I)导入和导出，以及
f)在横截面中所述电阻(1)的至少一部分基本上是U形的，以及
g)所述电压抽头(7，16)附接在所述连接部分(2，3)的内侧上，以及
h)所述电流接触表面(5，6)附接在所述连接部分(2，3)的外侧上。
2.根据权利要求1所述的电阻(1)，
其特征在于
a)所述电阻(1)的U形部分具有由所述两个连接部分(2，3)形成的分支和由所述电阻元件(4)形成的基部，和/或
b)所述两个连接部分(2，3)的两个电流接触表面基本上彼此平行地布置、特别是平面平行地布置在彼此间隔开的两个接触表面中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电阻(1)，
其特征在于
a)所述两个连接部分(2，3)相应地被多对电压抽头(7，16)接触，所述多对电压抽头(7，
16)在电流流动方向上相邻地布置并在所述连接部分(2，3)的宽度上分布，和/或b)所述电压抽头(7，16)通过平衡电阻(18)连接至信号输出部，所述平衡电阻(18)通过适当调整的电阻值补偿所述电阻元件(4)中电流密度的不对称性。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电阻(1)，
其特征在于
a)所述连接部分(2，3)围出内部空间，以及
b)测量装置中的至少一部分(15)，特别是印刷电路板(15)布置在所述内部空间中，所述测量装置被安装以测量所述电阻元件(4)上的所述电压降。
5.根据权利要求4所述的电阻(1)，
其特征在于
a)所述印刷电路板(15)具有焊接支撑表面(17)以机械地稳定所述电阻(1)，和/或b)所述印刷电路板(15)具有连接垫(16)，所述连接垫(16)作为电压抽头(7，16)电接触所述连接部分(2，3)以测量所述电阻元件(4)上的所述电压降，和/或
c)所述印刷电路板(15)是多层的，连接垫(16)和焊接支撑表面(17)布置在所述印刷电路板(15)的外层上，和/或
d)所述印刷电路板(15)的在所述印刷电路板的外层上的用于所述电压抽头(7，16)的连接垫(16)通过通孔连接至位于所述印刷电路板(15)的内层上的带状线，和/或e)带状线在覆盖下在内层的相反侧上彼此叠置地延伸，和/或
f)所述印刷电路板(15)通过以下连接类型中的一种连接至连接部分(2，3)：
f1)焊接连接，
f2)烧结连接，
f3)压接连接，
f4)利用导电粘附剂的粘附连接，和/或
g)所述印刷电路板(15)是刚性的或柔性的，和/或
h)所述印刷电路板(15)耐高温，特别耐至少+150℃、+200℃或+250℃的温度，和/或i)所述印刷电路板(15)由多层陶瓷组成，和/或
j)所述印刷电路板(15)支撑用于测量所述电阻元件(4)上的所述电压降的测量电路、特别是ASIC，和/或
k)所述印刷电路板(15)支撑用于数据的电隔离输出的或模拟信号的电隔离输出的光耦合器。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电阻(1)
其特征在于
a)所述电阻元件(4)在与所述电流流动方向成直角的横截面中具有横截面形状，所述横截面形状偏离纯矩形形状，和/或
b)所述电阻元件(4)垂直于所述电流流动方向地多次弯曲或弯折，使得它围出内部空间并至少部分地包围所述内部空间，和/或
c)所述电阻元件(4)具有至少一个分支(19)，所述至少一个分支(19)在所述电流流动方向上延伸并向内伸到所述内部空间中，和/或
d)至少一个电压抽头(7)接近所述分支(19)之一地附接至所述连接部分(2，3)中的每个。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电阻(1)
其特征在于
a)所述连接部分(2，3)均是板形的，和/或
b)所述电阻元件(4)是板形的，和/或
c)所述连接部分(2，3)的所述导电材料是铜或铜合金或铝，和/或
d)所述电阻性材料是铜-锰合金，特别是铜-锰-镍合金，或镍-铬合金，和/或e)所述电阻元件(4)的所述电阻性材料比所述连接部分(2，3)的所述导电材料具有更大的电阻率(1)，和/或
f)所述电阻元件(4)的所述电阻性材料具有电阻率(1)，所述电阻率(1)为-7 -7 -7 -7
f1)小-50.10 Ωm、20.10 Ωm、10.10 Ωm或5.10 Ωm，和/或
f2)大于1.10-8Ωm、5.10-8Ωm、1.10-7Ωm、2.10-7Ωm或4.10-7Ωm，和/或g)所述电阻(1)具有电阻值，所述电阻值为
g1)至少0.1μΩ、0.5μΩ、1μΩ、2μΩ、5μΩ、10μΩ、20μΩ和/或g2)最大1000μΩ、500μΩ、250μΩ、100μΩ或50μΩ，和/或
h)所述电阻(1)具有至少100A、1kA、2kA、5kA或10kA的连续载流容量，和/或i)所述电流接触表面均具有所述电阻(1)的总外表面的至少30％、60％或90％的尺寸，和/或
j)所述电流接触表面(5，6)均具有至少是5cm2、10cm2、20cm2、40cm2、80cm2或160cm2的尺寸，和/或
k)在所述第一连接部分(2)中的电流流动方向与在所述第二连接部分(3)中的电流流动方向相反，和/或
l)所述电阻(1)具有至少是1mm、2mm或4mm和/或最大是20mm、10mm或5mm的厚度，和/或m)所述电阻(1)具有温度系数小于500ppm/K、200ppm/K或50ppm/K的电阻值，和/或n)所述电阻(1)具有小于10nH、3nH或1nH的电感值，和/或
o)所述电流接触表面之间的热阻小于10K/W、5K/W、2K/W或1K/W，和/或
p)所述两个连接部分(2，3)和所述电阻元件(4)从复合材料条垂直于所述复合材料条的纵向方向分离并弯曲，和/或
q)所述两个(4)构造成板形，夹心状地彼此叠置，并相应地通过焊接、熔接、胶粘或烧结分开地连接至彼此，和/或
r)所述电流流动表面(5，6)以它们的接触侧彼此相反地排列，和/或
s)所述电阻(1)具有在所述电流流动方向上的大于20mm、30mm或40mm和/或小于100mm、
80mm或70mm的长度，和/或
t)所述电阻(1)具有垂直于所述电流流动方向的大于20mm、30mm或40mm和/或小于
200mm、150mm或70mm的宽度，和/或
u)所述电阻(1)具有垂直于所述电流流动方向的大于2mm、5mm、7mm或9mm和/或小于
50mm、25mm或15mm的厚度。
8.一种汇流条布置结构，所述汇流条布置结构具有
a)第一汇流条(9；21)，用以供给电流(I)
b)第二汇流条(10；20)，用以输出所述电流(I)，
c)沿电流流动方向布置在两个汇流条(9，10；20，21)之间的电阻(1)，使得所述电流(I)流经所述电阻(1)，
其特征在于
d)根据前述权利要中任一项构造所述电阻(1)。
9.根据权利要求8所述的汇流条布置结构，
其特征在于
a)两个汇流条(20，21)均具有朝彼此成弯折的、特别是成L形的两个分支(22，23，24，
25)，
b)所述两个汇流条(20，21)的分支的第一分支对(22，24)位于共同平面中，c)所述两个汇流条(20，21)的分支的第二分支对(23，25)位于彼此间隔开的平行的平面中，以及
d)所述第二分支对(23，25)将所述电阻(1)围在其间并电接触所述电阻(1)。
10.根据权利要求8所述的汇流条布置结构，
其特征在于
a)两个汇流条(20，21)中一个具有朝彼此弯折的，特别是成L形的两个分支(22，23)，b)所述两个汇流条(20，21)中的另一个是板形的并且是平的，
c)弯折的汇流条(20)中的一个分支(23)与板形的汇流条(21)平行地，特别是平面平行地布置，
d)所述板形的汇流条(21)和所述弯折的汇流条(20)的与所述板形的汇流条(21)平行的所述分支(23)将所述电阻围在其间并电接触所述电阻(1)。
11.根据权利要求8所述的汇流条布置结构，
其特征在于
a)两个汇流条(20，21)中的每个至少在与所述电阻(1)接触的区域中均是板形的并且是平的，以及
b)所述两个汇流条(20，21)至少在与所述电阻(1)接触的区域中彼此平行地，特别是平面平行地布置，并且彼此间隔开地布置，以及
c)所述两个汇流条(20，21)在与所述电阻(1)接触的区域中将所述电阻(1)围在其间的并电接触所述电阻(1)，以及
d)所述两个汇流条(20，21)相对于所述电阻(1)从相反方向上间隔开，使得所述两个汇流条(20，21)中的电流流动方向相同，或
e)所述两个汇流条(20，21)相对于所述电阻(1)从相同方向上间隔开，使得所述两个汇流条(20，21)中的电流流动方向相反。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的汇流条布置结构，
其特征在于，所述汇流条布置结构还包括
a)用于压接两个汇流条的弹簧夹，所述弹簧夹在至少一侧上电隔离，和/或b)位于两个汇流条(20，21)与所述电阻(1)之间的焊接连接部，和/或
c)位于两个汇流条与所述电阻(1)之间的粘附连接部，和/或
d)位于两个汇流条(20，21)与所述电阻(1)之间的烧结连接部。

说明书全文

电阻、特别是较低电阻值的电流测量电阻

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电阻，特别是一种较低电阻值的电流测量电阻。

背景技术

[0002] 从EP 0 605 800 A1中已知一种较低电阻值的电流测量电阻(“分流器”)，其可从复合材料条上分离，这实现了经济地制造。该已知的电流测量电阻由两个由导电材料(例如铜)制成的板形的、平的连接部分和位于它们之间的由电阻性材料(例如铜-锰-镍合金)制成的也是板形的且平的电阻元件组成。在此布置结构中，待测量的电流通过连接部分被导入至电流测量电阻，然后通过另一连接部分从电流测量电阻导出，使得待测量的电流流经电阻元件。在此布置结构中，实际的电流测量是根据已知的四导体方法通过测量电阻元件上的电压降来进行的，根据欧姆定律，所测量的电压降再现流经电阻元件的电流。

[0003] 在这种电流测量电阻在驱动工程领域，特别是在电动汽车领域中的更新近的应用中，对功率电子封装体的紧凑、廉价的结构设计的要求是决定性的。在这种情况下，优化的结构和连接方法现在还需要用于电流测量电阻的新的结构形状以及用于相应的测量方法的解决方案。然而，上文描述的已知的电流测量电阻并没有完全满足这些要求。

[0004] 此外，从EP 0 605 800 A1以及也从DE 10 2009 031 408 A1已知一种板形的电流测量电阻，其在板平面中是U形的。在此布置结构中，各电流接触表面还有各电压抽头均布置在板形的电流测量电阻的同一侧上，例如布置在板形的电流测量电阻的上侧上。因此，电流测量电阻的此种结构设计也具有上文描述的缺点。

[0005] 另外，US 2010/0066351 A1、DE 2 114 466 C、US 4 580 095、DE 10 2010 037 235 A1、DE 20 2013 011 690 U1以及DE 10 2011 121 902 A1应被提及为现有技术。

发明内容

[0006] 本发明的目的因此是提出一种适当改进的电流测量电阻。

[0007] 该目标通过根据独立权利要求的根据本发明的电阻来实现。

[0008] 开始与现有技术一致，根据本发明的电阻具有两个连接部分以将电流导入至电阻并将其从电阻导出。

[0009] 两个连接部分由良好导电性的导电材料(例如铜或铜合金或铝)组成以尽可能地确保根据四导体方法的电压测量不被连接部分内的电压降歪曲。

[0010] 两个连接部分均具有电流接触表面以将电流导入和导出，所述表面实现了具有相应的低过渡电阻值的平面式导入和导出电流。这必须与传统的通过几乎为点形或线形的电流接触部导入和导出电流相区分。

[0011] 根据本发明，用于将电流导入和导出的电流接触表面分别位于两个连接部分的外侧。这意味着将电流导入和导出发生在电阻的相反侧上。在此布置结构中，到两个电流接触表面的电流流动方向优选为单向的，即电流在一个电流接触表面上流入电阻的方向与其在另一电流接触表面上流出电阻的方向相同。

[0012] 此外，与现有技术保持一致，在根据本发明的电阻中也设置了电阻元件，所述电阻元件沿电流流动方向布置在两个连接部分之间，使得电流流经电阻。在此布置结构中，电阻元件由电阻性材料(例如铜-锰-镍合金)组成，所述电阻性材料的电阻率显著大于连接部分的导电材料的电阻率。

[0013] 本发明的特征在于，在横截面中，电阻的至少一部分基本上是U形的。这优选地由整个电阻在横截面中基本上弯曲成U形而实现，所述U形具有由两个连接部分形成的分支和由电阻元件形成的基部。

[0014] 在板形电阻或具有板形连接部分或具有板形电阻元件的电阻的情况下，在本发明的范围内所使用的术语U形优选地涉及与板平面成直角的横截面。根据本发明的电阻因此也与例如根据EP 0 605 800 A1和DE 10 2009 031的U形电阻不同，在EP 0 605 800 A1和DE 10 2009 031中，电阻在板平面中是U形的。

[0015] 关于这一点，应该提到的是本发明的范围内所使用的术语U形电阻不限于在横截面中为精确U形的电阻，即不限于在基部与分支之间具有直角和在基部与分支之间具有圆角的U形。而是，本发明的范围内的术语U形还包括在U形的基部与分支之间具有其它角度。此外，本发明的范围内的术语U形还包括在U形的基部与分支之间没有圆角的U形。此外，关于本发明的范围内的U形还应该提到的是，此术语不需要整个电阻是U形的。而是，本发明还要求保护以下变型：在横截面中，电阻中的仅仅一部分是U形的。

[0016] 在上文描述的根据EP 0 605 800 A1的传统电流测量电阻中，具有自身的电流接触表面的连接部分位于共同的平面中。然而，电流测量电阻的这种已知的布置结构在关于优化结构和连接方法的可能性上仍然不是最佳的。本发明优选地设置成：两个连接部分的两个电流接触表面至少部分地、基本上彼此平行地、特别是彼此平面平行地布置在彼此间隔开的两个接触表面中。

[0017] 上文已经提到的是，电流测量电阻使得能够根据已知的四导体方法进行电流测量，为此需要至少两个电压抽头来测量电阻元件上的电压降。因此，在单对电压抽头中，一个电压抽头尽可能地靠近连接部分与电阻元件之间的过渡处地接触一个连接部分，而另一电压抽头以相同方式接触另一连接部分。在根据本发明的电流测量电阻中，这些电压抽头设置在两个连接部分的内侧上。

[0018] 此外，应该提到的是，两个连接部分中的电流密度可在空间上波动，这是因为在连接部分的接触表面上的电流馈入点可波动，并且连接部分的导电材料的电导率不是无限的。其结果是使用四导体方法的电压测量相关于电压抽头的空间定位而波动。然而，这种与电压抽头的空间定位相关的波动歪曲了测量结果。因此，在本发明的一变型中，两个连接部分均被多个电压抽头接触，所述电压抽头在电流流动方向上相邻地布置并在连接部分的宽度上分布。因此，优选地通过多对电压抽头进行测量电阻元件上的电压降，所述多对电压抽头在电流流动方向上相邻地布置并在连接部分的宽度上分布。不同对电压抽头然后对电阻元件上的电压降给出不同测量值，然后可以从所述不同测量值，例如通过平均值形成来计算出校正值。

[0019] 为了那个目的，可通过单独的平衡电阻将电压抽头连接至测量连接结构，所述平衡电阻通过适当调整的电阻值来补偿连接部分中和电阻元件中的电流密度的不对称性。该多个电压抽头优选地布置在电阻的内部空间中。

[0020] 在本发明的优选的实施例中，测量装置中的一部分也布置在电阻的由连接部分围出的内部空间中，所述装置被安装以测量电阻元件上的电压降。

[0021] 优选地，测量装置中的那一部分是印刷电路板，其可支撑测量电路以测量电阻元件上的电压降。

[0022] 此测量电路可例如是如本身从EP 1 363 131 A1已经知道的客户专用电路(ASIC：Application-Specific Integrated Circuit专用集成电路)。

[0023] 另外，印刷电路板也可支撑光耦合器或电感性或电容性耦合器，以使得能够进行与环境的电隔离通信。替代地，可通过耦合器发射电压信号，所述信号再现电阻元件上的电压降。

[0024] 在本发明的范围内，印刷电路板也可具有焊接支撑表面以在焊接、烧结或结合时机械地稳定电阻和由连接部分、电阻元件以及印刷电路板构成的复合结构体。

[0025] 此外，印刷电路板可具有连接垫，所述连接垫作为电压抽头电接触所述连接部分以测量电阻元件上的电压降。因此在此布置结构中，在印刷电路板上的连接垫优选直接地形成用于测量电阻元件上的电压降的电压抽头。

[0026] 此外，应该提到的是印刷电路板可以是多层的，连接垫和焊接支撑表面均布置在印刷电路板的外层上。对印刷电路板的连接垫的电连接优选地通过带状线实现，所述带状线布置在印刷电路板的内层上且通过通孔连接至连接垫。在此布置结构中，优选的情况是带状线在覆盖下在内层的相反侧上彼此叠置地延伸，以最小化杂散辐射的输入。

[0027] 在此布置结构中，印刷电路板优选地通过机械连接而连接至电阻，使得电阻与印刷电路板形成复合结构体。该连接可例如是焊接连接、烧结连接、压接连接或用导电粘附剂的粘附连接。

[0028] 此外，在印刷电路板的情境下，应提到的是印刷电路板是刚性的或柔性的并耐高温，例如耐高达至少是+150℃、+200℃或甚至+250℃的温度。然而，存在印刷电路板由多层陶瓷组成的可能性。

[0029] 在本发明的一变型中，电阻元件具有垂直于电流流动方向的横截面，该横截面偏离纯矩形形状。例如，电阻元件可多次弯曲或弯折，使得电阻在装配至连接部分之后包围内部空间并且至少部分地围住所述内部空间。在此布置结构中，电阻可具有至少一个分支，所述至少一个分支在电流流动方向上延伸并向内伸至内部空间中。例如，三个突出部可突出至电阻的内部空间中。在此布置结构中，有利的情况可以是分支中的至少一个在其自由端处被电压抽头之一电接触。然而，有利的情况还可以是分支中的一个或一个以上分别在其基部上被电压抽头中相应的一个电接触。

[0030] 总体上，应该提到的是连接部分和电阻元件优选地为板形。这意味着优选的是连接部分和电阻元件相对较薄，上侧和下侧彼此平行地延伸，特别是平面平行地延伸。在此布置结构中，电阻元件和连接部分可选地为平的或弯曲的。

[0031] 关于连接部分的导电材料，应该提到的是这优选地为铜或铜合金。

[0032] 关于电阻元件的电阻性材料，应该提到的是，它可以是例如铜-锰合金，比如铜-锰-镍合金(例如即Cu86Mn12Ni2)。然而，存在的替代的可能性是电阻性材料由镍-铬合金或另一种合金组成。

[0033] 此外，应该提到的是，尽管电阻元件的电阻性材料优选地具有低电阻值，但是它与连接部分的导电材料相比具有显著更大的电阻率。

[0034] 例如，电阻元件的电阻性材料可具有在1·10-7Ωm至50·10-7Ωm的范围内的电阻率。

[0035] 在本发明的范围内，电阻整体上可具有例如在0.1μΩ至1000μΩ的范围内的电阻值。

[0036] 此外，应该提到的是，根据本发明的电阻优选地具有至少100A、1kA、2kA、5kA或10kA的较高的连续载流容量。

[0037] 上文已经简略地提到，连接部分的电流接触表面使得能够进行平面式电流导入和导出，这与相应的低过渡电阻值相关。优选地，电流接触表面因此足够大以使得每个电流接触表面占据电阻的总外表面的至少30％、60％或甚至至少90％。例如，电流接触表面的尺寸至少是5cm2、10cm2、15cm2、20cm2、25cm2或甚至至少是30cm2。

[0038] 此外，应该提到的是，根据本发明的电流测量电阻的布置结构优选地使得在第一连接部分中的电流流动方向与在第二连接部分中的电流流动方向相反，这产生具有相应的低电阻电感值的伪双线电流路径。因此，电阻的电感值可例如小于5nH、2nH或甚至1nH。

[0039] 此外，关于根据本发明的电阻的性质应该提到的是，电阻优选地具有小于100ppm/K、50ppm/K或甚至是小于20ppm/K的低温度系数。

[0040] 相比之下，两个连接部分的电流接触表面之间的热阻优选地小于10K/W、5K/W、2K/W或甚至1K/W。

[0041] 根据本发明的电流测量电阻的制造可例如通过从复合材料条分离和弯曲来进行。然而，也有可能的是，对于某些实施例甚至需要电阻由至少三个单独的部分构成。

[0042] 此外，应该提到的是，根据本发明的电阻中的电流接触表面和两个连接部分优选地夹心状地彼此叠置。

[0043] 关于根据本发明的电阻的尺寸，存在下述可能性：与电流流动方向垂直的宽度和延电流流动方向的长度的均为20mm-100mm并且厚度为3mm-20mm，对这些尺寸的多种修改也是可能的。

[0044] 最后，本发明不仅要求保护作为单独部件的根据本发明的前述电阻。而是本发明还要求保护汇流条布置结构，所述汇流条布置结构具有两个用于供给并输出电流的汇流条并包括根据本发明的电阻，所述电阻布置在两个汇流条之间并被所述两个汇流条电接触，汇流条接触根据本发明的电阻的两个连接部分的电流接触表面。

[0045] 在这种汇流条布置结构的一种变型中，两个汇流条均为L形，电阻被两个L形汇流条中的两个分支围住。

[0046] 不同的是，在这种汇流条布置结构的另一变型中，两个汇流条中之一是L形的，而另一汇流条基本上是板形的并且是平的。在此布置结构中，根据本发明的电阻被围在平的、板形的汇流条与L形的汇流条的分支之间。

[0047] 不同的是，在这种汇流条布置结构的又一变型中，两个汇流条是板形的并且是平的并且在它们之间围有根据本发明的电阻。

[0048] 汇流条与电阻之间的连接可例如通过焊接连接、粘附连接或烧结连接实现。

[0049] 替代地，可提供弹簧夹以将由汇流条和电阻制成的复合结构体压接在一起，所述弹簧夹至少在一侧上配置有电绝缘部。附图说明

[0050] 本发明的另外的有利的实施例在从属权利要求中给出，或者在下文的附图与本发明的优选实施例的描述中被更详细地解释，其中：

[0051] 图1A是根据本发明的由复合材料条制成的U形的弯曲的电流测量电阻的剖视图，[0052] 图1B是图1A的一变型，所示出的电流测量电阻由三部分制成，

[0053] 图2A是图1A中的电流测量电阻的一变型，其具有附加的印刷电路板，电流测量电阻布置在两个汇流条之间，

[0054] 图2B是图2A中的电流测量电阻的印刷电路板的俯视图，

[0055] 图3是根据本发明的电流测量电阻的示意图，其具有多对电压抽头用于补偿电流密度的空间波动，

[0056] 图4是根据本发明的电流测量电阻的电阻元件的另外的变型，其多次与电流流动方向垂直地弯折，

[0057] 图5是根据图4的电阻元件的变型的剖视图，其具有多个向内突出的突出部，[0058] 图6A-6C是具有根据本发明的电流测量电阻的汇流条布置结构的不同变型。

具体实施方式

[0059] 图1A示出根据本发明的用于根据已知的四导体方法测量电流的电流测量电阻1的剖视图，所述电流测量电阻1由复合材料条制成。

[0060] 电流测量电阻1具有用于将电流I导入的连接部分2，所述连接部分由诸如铜或铜合金的导电材料组成。

[0061] 此外，电流测量电阻1具有另外的连接部分3以将电流I从电流测量电阻导出，所述连接部分3由与连接部分2相同的材料组成或由另外的导电材料组成。

[0062] 电阻元件4沿电流流动方向布置在连接部分2与连接部分3之间，所述电阻元件由低电阻值的电阻性材料(例如铜-锰-镍合金)组成。

[0063] 此外，应该提到的是电流I的导入和导出通过电流接触表面5、6覆盖了较大的区域。范围大的电流接触表面5、6实现了低电阻值的过渡电阻，这有助于实现高测量精度和低损耗。

[0064] 根据本发明的电流测量电阻1的特别之处在于结构设计，其在横截面中为与电流流动方向成直角的U-形。因此，两个连接部分2、3分别形成U形的一分支，而电阻元件4布置在U形的基部中。因此，电流接触表面5、6在两个连接部分2、3的外侧上彼此相反布置。

[0065] 上文已经提到的是电流测量电阻1使得能够进行根据已知的四导体方法的电流测量。为了这个目的，提供了至少两个电压抽头7，所述电压抽头尽可能靠近连接部分2、3与电阻元件4的过渡部地电接触两个连接部分2、3，并连接至在此仅示意性地表示的电压测量工具8。因此所述电压测量工具8测量电阻元件4上的电压降，所测量的电压降根据欧姆定律再现电流I。

[0066] 此外，应该提到的是电流I在两个连接部分2、3中以相反的方向流动，这导致具有相应的低电感值的伪双线电流路径。

[0067] 图1B示出图1A的一变型，为避免重复，参考了前文描述。

[0068] 该变型的特别之处在于电流测量电阻1并非由复合材料条制成，而是由三部分，即两个连接部分2、3和电阻元件4组成。

[0069] 图2A和图2B示出根据图1A和图1B的实施例的变型，为避免重复，参考了前文描述，相同的附图标记用于相应的细节。

[0070] 首先，图2A示出电流测量电阻1被两个汇流条9、10电接触，所述两个汇流条9、10均为L形且分别具有两个以直角弯折的分支11、12和13、14。

[0071] 在此布置结构中，电流测量电阻1布置在两个分支12、14之间并被它们电接触。相比之下，汇流条9、10的两个其它分支11、13在同一平面中并用于供给和输出电流I。

[0072] 其次，从图2A可看出印刷电路板15布置在两个连接部分2、3之间的内部空间中，该电路板在图2B中以俯视图被示出。

[0073] 印刷电路板15既在其上侧又在其下侧具有多个连接垫16，所述连接垫形成用于连接部分2、3的电接触的电压抽头。在此布置结构中，所有连接垫16都垂直于电流流动方向地彼此相邻布置。在此布置结构中，电流测量电阻1因此具有多对电压抽头，这些电压抽头对垂直于电流流动方向、在电流测量电阻1的宽度上分布地布置，从而给出不同的电压测量值，这是因为由于连接部分2、3的导电材料的电导率不是无限的，因此即使是在连接部分2、3内，电流密度也不是空间上恒定的。然而，通过多对电压抽头的测量使得能够使用测量方法来补偿电压测量值中的这些空间波动。

[0074] 此外，印刷电路板15具有多个焊接支撑表面17以在焊接、烧结或胶粘时机械地稳定电流测量电阻的整个复合结构体。

[0075] 此外，应该提到的是印刷电路板15优选地支撑测量电路(未示出)以使用测量方法分析电压抽头(连接垫16)的电压测量值。例如，该测量电路可被配置为如本身从EP 1 363 131 A1已知的客户专用电路(ASIC：专用集成电路)。

[0076] 另外，印刷电路板15还可支撑光耦合器或电感性或电容性耦合器(未示出)，以使得能够实现与环境的电隔离通信。替代地，可通过光耦合器发射电压测量值，该值再现电阻元件4上的电压降。

[0077] 图3示出根据本发明的电流测量电阻的一变型，为避免重复，参考了前文描述，相同的附图标记用于相应的细节。

[0078] 在此布置结构中，电流测量电阻1具有多对电压抽头7，所述电压抽头垂直于电流流动方向、在电流测量电阻1的宽度上分布地布置，且每对电压抽头7分别接触两个连接部分2和3。由于在连接部分2、3中电流密度并不是精确地空间上恒定的，因此电压抽头7给出不同的电压测量值。因此电压抽头通过平衡电阻18被连接至电压测量工具8。在此布置结构中，各个平衡电阻18的电阻值适配于电压抽头7的空间位置，使得电压测量值中的空间波动得到补偿。

[0079] 图4示出上文描述的实施例的一变型，为避免重复，参考了先前的描述。在此布置结构中，该图示出了电阻元件4的与电流流动方向成直角的横截面，所述电流流动方向指向图面。

[0080] 连接部分2、3在此布置结构中未被示出且在图面的前方和后方延伸，板形的连接部分2、3平行于图面延伸，从而在相反侧上电接触图中示出的电阻元件4的端面，即图面的前方和后方电接触电阻元件4。

[0081] 此实施例的特别之处在于，在横截面中，电流测量电阻1并不是精确的U形，并因此优选地由三部分制成。

[0082] 图5示出根据本发明的实施例的另外的变型，为避免重复，参考了先前描述，相同的附图标记用于相应的细节。

[0083] 此实施例的特别之处在于，突出部19从电阻元件4向内伸出。

[0084] 这里，电压抽头7均直接接近电阻元件4地(例如在突出部19中之一的基部上)接触两个连接部分2、3。连接点的位置可适配于设计和测量要求。

[0085] 图6A至图6C示出根据本发明的具有根据本发明的电流测量电阻1的汇流条布置结构的不同变型，所述电流测量电阻1被两个汇流条20、21电接触。

[0086] 在根据图6A的变型中，两个汇流条20、21均为L形，所述L形具有两个朝彼此成直角角度的分支22、23和24、25。在此布置结构中，电流测量电阻1被围在两个分支23、25之间，而其它两个分支22、24位于同一平面中并用于供给并输出电流I。

[0087] 此外，图6A还示出弹簧夹26，所述弹簧夹26将汇流条20、21的两个分支23、25压接至电流测量电阻的电流接触表面5、6上，所述弹簧夹26至少在一侧上被电隔离。

[0088] 在根据图6B的变型中，仅汇流条20在横截面中是L形的，而另一汇流条21是板形的且是平的。

[0089] 在根据图6C的变型中，两个汇流条20、21是板形的且从电流测量电阻1沿不同方向伸出。

[0090] 本发明不受限于上文描述的优选实施例。而是，也利用本发明的构思从而落入本发明的保护范围的多个替代方案和变型也是可以的。特别地，本发明还要求保护：从属权利要求的独立于其所引用的独立权利要求中的每个的主题和特征，即例如从属权利要求的不包含独立权利要求的特征的特征。

[0091] 附图标记列表

[0092] 1 电流测量元件

[0093] 2 用于导入电流的连接部分

[0094] 3 用于导出电流的连接部分

[0095] 4 电阻元件

[0096] 5 电流接触表面

[0097] 6 电流接触表面

[0098] 7 电压抽头

[0099] 8 电压测量工具

[0100] 9 汇流条

[0101] 10 汇流条

[0102] 11 汇流条9的分支

[0103] 12 汇流条9的分支

[0104] 13 汇流条10的分支

[0105] 14 汇流条10的分支

[0106] 15 印刷电路板

[0107] 16 连接垫

[0108] 17 焊接支撑表面

[0109] 18 平衡电阻

[0110] 19 突出部

[0111] 20 汇流条

[0112] 21 汇流条

[0113] 22 汇流条20的分支

[0114] 23 汇流条20的分支

[0115] 24 汇流条21的分支

[0116] 25 汇流条21的分支

[0117] 26 弹簧夹

[0118] I 电流

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